Sunday, September 23, 2012

Design Of Small Dam



My boss asked me to redesign this small Gabion Dam because it has some scouring problems in the downstream., taking account in the design are seepage , hydraulic's fall and foundation design.

Reference books are :-

1. “GEOTECHNICAL GUIDELINES FOR DID WORKS” 
2. “DESIGN OF SMALL DAMS
3. “BS8110 - 1985”

Detail Calculations are as followed :-

SEEPAGE DESIGN

Checking Existing Design below.

Using Lane’s Weighted Creep Theory,
i.       Length of Seepage Path,  = 0.75 + 0.3 +1/3(2.2)+(0.3+0.15)
= 2.23
ii.     Difference Head / Gabion Height / Retain water Height = 1 meter
iii.    Lane’s Weighted Creep Ratio = Length of Seepage Path / Difference Head
             = 2.23/1
        = 2.23
  From Table 11, Page 82 of “GEOTECHNICAL GUIDELINES FOR DID WORK"

Lane’s Weighted Creep Ratio = 2.23 is between Medium Clay (2.0) and Soft Clay (3.0), which means the structure is safe on Medium Clay and Not safe on Soft Clay.

iv.     Assume The Structure is on Soft Clay, therefore the existing design is not safe
v.       Redesign Length of Seepage Path,

Extend base another 2 meter length to fulfill Soft Clay criteri
Length of Seepage Path, 
 = 0.75 + 0.3 +1/3(2.2)+(0.3+0.15)+1/3(2)
 = 2.9 , still < 3.0 , Soft Clay , Not Safe

Adopt extended base to 2.5 meter length ;
Length of Seepage Path,  
 = 0.75 + 0.3+1/3(2.2)+0.3+0.15+1/3(2.5)
 = 3.063  > 3.0 
Therefore safe for Soft Clay 


 
Table 11, Page 82 of “GEOTECHNICAL GUIDELINES FOR DID
      WORKS”
 
CONTROL STRUCTURES HYDRAULIC DESIGN

From Figure 9.22, Page 368 of “DESIGN OF SMALL DAMS
      Drop Length =  2.758 Ho

Assume Design Head, Ho = 0.5 meter ( which is over ) , Ho can be
determined from formula q=CHo3/2  ( Figure 9.21, Page 366 )

Drop Length = 2.758 * 0.5 = 1.379 m ( Water Drop on base slab since extended base slab is 2.5 meter length)

Therefore protection such as rip rap for scouring is not needed.


Figure 9.22, Page 368 of “DESIGN OF SMALL DAMS



 
CONRETE DESIGN TO BS8110 - 1985

Design base as 1  X (2.2 + 2.5 ) meter base pad footing.

Load = Stone (Gabion ) + Water
Gabion Weight, m  =  Density / Volume
                  = 2000 / ( 1 X 1 X 1)  Kg
                  = 20 Kn
Water Weight , m = Density / Volume
                 = 1000 / ( 1 X 1 X 1)  Kg
                 = 10 Kn

Point Load = 20 + 10 = 30 Kn




Ultimate axial force in column   
N=30 kN                                 
Ultimate moment in column        
M=0 kNm                                
Ultimate shear force top of base 
V=0 kN                                 
Column dimension                    
cx=1000 mm                              
Column dimension                    
cy=1000 mm                             
Length of base (bending dirn)     
lx=4.7 m                               
Width of base                           
 ly=1 m                                 
Left distance to edge of column  
la=2.5 m                               
Right distance to edge of column
lb=lx-la-cx/1000                        
  =4.7-2.5-1000/1000                    
  =1.2 m                               
Char strength of concrete        
fcu=30 N/mm2                            
Depth of base                          
 h=150 mm                                
Cover to reinforcement               
c=40 mm                                 
                                                                               
Ground pressures                                                          ----------------                                                         
Taking moments about LH edge   
Mlh=(N*(la+cx/2000)+V*h/1000+M)         
      =(30*(2.5+1000/2000)+0*150/1000+0)   
      =90 kNm                              

Distance of line of action                                             
from LH edge  
y=Mlh/N                                 
  =90/30                                 
  =3 m                                   
                                                                              
                                      N                                       
                                   |   |                                       
                                   |e |                                      
                                   |  v                                       
                   A---------------Å---------------B                          
                                   |                                          
                   |------- y
-------                                      
                                                                              
Eccentricity                     
e=y-lx/2                                
  =3-4.7/2                               
  =0.65 m                               

Centroid of load lies within middle third.  Pressure varies linearly      
from pa at A to pb at B.                                                  
                                                                              
                                                                              
                                                                              
                                                                              
                     |-------------------------------|                          
                pa |                                               |                          
                     |----------                                | pb                       
                                         ------------          |                          
                                                      ----------|                          
                                                                              
Elastic modulus of base in plan  
z=ly*lx^2/6                             
  =1*4.7^2/6                             
  =3.6817 m3                             

Pressure at end A         
pa=N/(lx*ly)-N*e/z                      
    =30/(4.7*1)-30*0.65/3.6817            
    =1.0865 kN/m2                         
 

Pressure at end B         
pb=N/(lx*ly)+N*e/z                      
    =30/(4.7*1)+30*0.65/3.6817            
    =11.679 kN/m2         
                
                                                                              
   






        
 

Rezeki

Rezeki itu dari tuhan...tetapi sejauh mana kah kita bersyukur dengan apa yang diberikan kepada kita?
Pernah ker kita merasa cukup dengan apa yang kita ada? atau we keep wanting for more and more...


Ibnu Az-Zubair pernah berkhutbah di Mekah, dengan menyatakan: "Wahai sekalian manusia, sesungguhnya Nabi SAW pernah bersabda: Seandainya manusia diberikan lembah yang dipenuhi dengan emas, maka dia masih menginginkan lembah yang kedua seumpama itu. Jika diberikan lembah kedua, dia akan masih menginginkan lembah yang ketiga. Perut manusia tidaklah akan penuh melainkan dengan tanah. Allah tentu menerima taubat bagi sesiapa sahaja yang bertaubat. (riwayat al-Bukhari)

Adakah dalam diri kita ini selalu ada rasa cukup? bersyukur dengan yang banyak... cukup dengan yang kurang...Kadang aku hairan orang yang punya wang tidak seberapa tapi boleh memberi makan pulohan anak-anak yatim ... Aku hairan orang yang gajinya kecil tapi mampu menampung dan memberi makan anak-anaknya yang ramai...Aku hairan orang yang kais pagi makan pagi , kais petang makan petang mampu tersenyum riang tanpa perlu gusar akan rezekinya untuk hari esok.


Rasulullah SAW juga bersabda: “Qanaah itu adalah harta yang tak akan hilang dan simpanan yang tidak akan lenyap.” – Hadis riwayat Thabrani dari Jabir.

Dari segi definisi, qanaah bermaksud "perasaan yg sentiasa tenang dalam semua keadaan".qana'ah ialah sifat berasa cukup dan puashati dgn kurnian Allah, walau apapun pandangan manusia. Terdapat sifat sabar, reda dan taat.Dengan adanya sifat ini, hati kita akan sentiasa tenang dan rasa reda kepada Allah. Kalau Allah kurniakan permintaan kita, kita berasa SYUKUR. Sebaliknya jika Allah tidak kurniakan permintaan kita, maka rasa REDA kpd Allah kerana Dialah Allah sekelian alam yg Maha Mengetahui akan segala sesuatu.

Sejauh mana wujudnya rasa qana'ah ini di dalam diri kita? Tepuk dada tanya iman.... kita mempunyai perkerjaan, mempunyai wang... mempunyai harta , kadang masih juga mengeluh dengan apa yang kita ada,
Adakah kita lupa ada berapa ramai lagi diluar sana yang masih menganggur..masih tidak mempunyai sebarang pekerjaan? , adakah kita lupa ada berapa ramai lagi mereka yang diluar sana yang masih hidup merempat..tidak mempunyai wang untuk makan dan tiada tempat tinggal?... di tahap manakah sifat qana'ah ini ada di dalam diri kita?

 Dari Abu Hurairah RA sabda Nabi SAW:
"Bukan kekayaan sebenar kerana memiliki harta benda yang banyak , akan tetapi kekayaan itu ialah kaya hati dan jiwa" (Muttafakunalaih)

 Allah s.w.t. berfirman "Wahai jiwa yang tenang tenteram! kembalilah kepada Tuhanmu dalam keadaan redha dan diredhai, maka masuklah kedalam golongan hamba-hambaKu. Dan masuklah kedalam syurgaku" (Surah Al-Fajr:27-30)


Adakah kita ini dikalangan mereka-mereka yang "Jiwa Nya Tenang "  :)